发动机台架性能实验

第七章发动机台架性能实验
§7-1 测量与计算参数
一测量参数
1 转速n —数字式转速表[ r/min ]。

2 油耗—容积式油耗仪—测量消耗100 [ ml ] 油所用时间t [s]。

3 测功器读数P —测功器[ kgf ]。

二计算参数
1 扭矩M e
M P e 07162.[ kgf ·m ]
其中P —测功器读数[ kgf ]
2 有效功率N e
N M n P n
P n e e 71620716271620001....[ Ps ]
其中[ m ] —测功器常数，即测功器定子杆长。

3 有效比油耗g e
g N t e e 3600100
[ g / Ps ·h ]
其中100 [ ml ] 所用时间t [s]。

100
t —每秒耗油量[ ml/s ]。

100
t —每秒耗油量[ g/s ]。

—燃油比重[ g /ml ] （汽油: = [ g/ml ] ）。

3600100
t —每小时耗油量[ g/h ]。

g t N e e
36001001
—每马力小时耗油量[ g/Ps ·
h ]。

4 每小时耗油量G T
G t T 36100
.[ kg/h ]。

§7-2 参数的测量
一转速n
（一）机械式转速表
方便, 但误差大。

（二）数字式转速仪
1 磁电式测速传感器
它由磁性材料制成的带齿旋转轮 1 和内有永久磁铁的感应线圈组成。

永久
磁铁距齿轮顶端间距为～ 1 [ mm ]。

轮1随被测轴旋转, 每当1个齿通过感
应线圈时, 感应线圈就会输出一个电脉
冲信号。

若轮1有60个齿, 则被测轴每转一周, 感应线圈就送出60个脉冲信号。

若此时将电子计数器的计数时间定为
1 [ s ], 则在电子计数器上显示的数据即
为被测轴的转速[ r/min ]。

因为当旋转
轮上仅有一个齿时, 电脉冲讯号的频率
为f
n
060[1/s], n —被测轴转速。

而
当旋转轮上齿数为60个时, 则此时电脉冲频率为
f n
n
60
60[ 1/s ]
磁电式测速传感器应用非常广泛。

其结构简单, 易于制作和安装。

缺点是产生电脉冲波型不规则, 干扰信号的振幅随转速的提高而增大, 当其达到一定值后, 可能引起电子计数器的误计。

2 电子计数器
电子计数器接受测速传感器送来的脉冲信号, 并对脉冲信号进行放大、整形、控制、记数显示等。

其原理见图。

（1）放大整形器—用以将传感器送来电脉冲信号幅值放大, 并对其不规则图形整型为稳定方波。

（2）主门—当控制端加有时基信号时, 主门打开允许脉冲信号通过并送至计数器。

而当控制端没有时基信号时, 则主门不开, 计数器不计数。

（3）主振荡器—用以产生振荡信号。

（4）分频器—将振荡信号变成时基信号, 以显示一定时间间隔内的脉冲数。

如: 1 [ s ] 一个时基信号波。

（5）计数器—由计数单元、寄存器、译码器和光电管组成, 对脉冲数字计数并稳定显示出来。

（6）主控—用以控制主门的开放时间。

（7）延时复零—延迟显示时间，以便读数。

产生复零脉冲信号, 以便重新计数。

二油耗
（一）容积式油耗计
A点有油时, 光线折射, 射不到光电三极管上, 计时器不工作。

油面下降到A点以下时, 光线直射到A点的光电三极管上, 光电三极管向电子计时器发出信号，开始计时。

此时, B点有油, 光线射不到B点的光电三极
管上。

油面下降到B点以下时, 光线直射到B点的光电三极管, 光电三极管向电子计时器发出信号，停止计时, 显示数字。

得：消耗100 [ ml ] 油所需时间t [ s ]。

（二）四活塞流量计
四活塞流量计由四活塞传感器和指示器组成，传感器安装在汽油机的汽油
泵和化油器之间，柴油机的燃油滤清器与输油泵之间，用来测量汽油或柴油的
流量；也可安装于液化石油气（LPG）的气瓶与减压阀之间，用来测量加压液
化的液体流量。

四活塞流量计使用方便、可靠，测试精度可达%，目前发动机台架和整车实验中的汽油、柴油耗油量测量大多采用这种仪器。

四活塞传感器由壳体和安装于壳体内的四个对置活塞组成，壳体内还有进油室，并开有输油道和出油孔，活塞上开有环形油槽，如图所示。

位于中央的曲
柄由于进油室油压的推动作用按顺时针方向旋转，在图（a）位置，活塞A、C 向上运动，活塞B、D向右运动。

此时，输油道DC、AB开启，输油道AD、BC却因活塞A、C的侧面的阻挡而关闭。

由于活塞C向上运动，燃油经进油室、活塞D的底部和输油道DC被吸入活塞C的顶部；与此同时，活塞A向上运动，将燃油从活塞A的顶部经输油道AB、活塞B上的环形油槽排入活塞B侧出油孔。

同样，在图（b）位置，输油道AD、BC开启，输油道DC、AB却因活塞D、B侧面的阻挡而关闭。

活塞D从进油室经活塞A的底部、输油道AD将燃油吸入活塞D的顶部；活塞B顶部的燃油则通过输油道BC和活塞C上的环形油槽排入活塞C侧出油孔。

依此类推，在图（c）位置，活塞A进油，活塞C 排油；在图（d）位置，则是活塞B进油，活塞D排油。

曲柄每转一圈，每个活塞进、排油一次，周而复始，排油量等于四个缸的容积。

测量曲柄的转速，就可算出管路中的燃油流量，即燃油的消耗量。

1-壳体2-活塞3-进油室4-输油道5-出油孔
三测功器读数P
以搅棒式水力测功器为例。

（一）测功器的作用
1 吸收发动机功率。

2 测力P
发动机带动测功机
转子旋转, 将水搅向外围, 水与搅棒的摩擦力带动定子转动。

水环越厚, 摩擦阻力越大, 相当于外界阻力矩越大。

（二）测功器的调整
1 开大进水阀测功机吸收功率加大外界阻力矩增大。

2 关小出水阀水环厚度增加外界阻力矩增大。

调节出水阀—粗调
调节进水阀—细调
测得n、油耗及P后, 根据公式计算出M e, N e, g e, G T。

要在黑板上随时作出监督曲线, 并将各点用光滑曲线连接起来。

若有离曲线太远的点, 即野点，则需再作一次该点, 以便更正。

最后, 画出特性曲线, 整理试验报告。

§7-3 测取方法
一速度特性
节气门或油门开度固定不动，发动机运转，油温、水温达正常值。

调整测
功器负荷, 使转速达到预定值, 测量计算G T、g e、Ne和Me，在特性曲线图上标出该点。

再调节测功器负荷，使转速达到第二个预定值, 再测量计算G T、g e、Ne和Me，并在特性曲线图上标出该点…将所有点用一条光滑曲线连接。

二负荷特性
发动机运转，油温、水温达正常值。

节气门或油门开度固定到第一个预定
值，调整测功器负荷, 使转速达到预定值。

测量计算G T、g e和Ne，在特性曲线图上标出该点。

再调节节气门或油门开度到第二个预定值，同时调节测功器
负荷，使转速维持不变。

再测量计算G T、g e和Ne，并在特性曲线图上标出该点…将所有点用一条光滑曲线连接。